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Toutes les deux semaines : Infojunior - No 13 du 24 mai 1999

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LE SON

Le son est causé par un objet qui vibre : Une corde de guitare ou de violon, par exemple ... La corde qui vibre transmet sa vibration dans l'air jusqu'à ... notre oreille.

Ainsi, l'oreille, ou plutôt le tympan, reçoit le choc d'une vibration dans l'air ... qui est invisible !

Pourtant, nous voyons la corde vibrer !

Quand une pierre tombe à l'eau, elle provoque des vagues concentriques autour de son point de chute.

Ces vagues sont en fait des ondulations de l'eau comparables aux ondulations de l'air provoquées par une vibration : On les appelle ondes sonores.

Quand une corde vibre, elle frappe et "comprime" les molécules

d'air (qui l'entourent) qui elles-mêmes bousculent et compriment leurs voisines et ainsi de suite ...
 

C'est un peu comme des quilles bien alignées qui se feraient tomber les unes après les autres.

L'air est le "support" du son : Le son ne se propage pas dans le vide.

A 70 km au-dessus de la terre, le son n'existe plus ... parce qu'il n'y a plus d'air ni aucun gaz.

ON DECRIT LE SON PAR 3 CRITERES : HAUTEUR, INTENSITE, TIMBRE.

LA HAUTEUR :

   
 

C'est ce qui nous fait dire qu'un son est grave ou aigu.

Scientifiquement : La hauteur se caractérise par la fréquence. L'unité de fréquence est le Hertz (Hz), tout comme le mètre est l'unité de longueur.

1 Hertz = 1 cycle par seconde.

Une corde qui vibre en faisant 110 aller-retour en 1 seconde émettra un son de 110 Hz de fréquence. Facile, non ?
.

 

Le diapason donne le LA.

Sa fréquence est de 440 Hz. Le LA qui se situe au milieu du clavier d'un piano est également de 440 Hz. Si on veut obtenir un LA plus aigu, il faut jouer le LA qui est une octave au-dessus : sa fréquence sera double : 880 Hz ;

Si au contraire on veut obtenir un LA plus grave, on joue le LA qui est une octave en dessous : sa fréquence sera de 220Hz : la moitié.

 

 
 
 
Regarde le croquis
ci-dessus : Tu peux voir aisément que plus le LA est aigu, plus les ondes se rapprochent, plus il y a de cycles dans un temps égal.
 

Nous ne pouvons pas entendre les basses fréquences ni les hautes fréquences ; Eh oui ! nous ne pouvons pas tout entendre ...
 
Basses fréquences
"Infrasons"
15 Hz ----> jusqu'à 20.000 Hz
Fréquences perçues par l'oreille humaine
Hautes fréquences
"Ultrasons"
 


 


L'INTENSITE :

C'est la puissance du son : "Mettre plus fort", c'est augmenter l'intensité, c'est amplifier le son.

Tu sais que le choc d'une grosse pierre provoque des vagues plus grosses que le choc d'une petite pierre ... et que plus les vagues seront grosses, plus elles iront loin et frapperont plus fort la rive.

C'est la même chose pour le son !!! Plus on frappe (ou tire) fort sur une corde, plus elle vibrera fort, ( tout en gardant la même fréquence : le La peut être joué plus ou moins fort).

Plus la vibration d'une corde ou d'un haut-parleur sera importante ... plus le choc des molécules d'air sera important ... sur nos pauvres petits tympans, et plus loin on l'entendra !!

 


LE TIMBRE :

On peut jouer un La sur une guitare, un piano, ou un violon.

Si tous les 3 peuvent vibrer à la même fréquence (le La de 440 Hz) et à la même intensité (aussi fort l'un que l'autre), chacun a pourtant un son bien à lui, une "voix" qui nous permet de le distinguer des autres et de le reconnaître.

Ce son particulier, cette voix, c'est le timbre.

Le diapason est neutre car sa vibration est (presque ) pure : il n'a pas de "caisse de résonance" pour lui apporter des vibrations annexes (Celles du bois, par exemple).

Quand il y a combinaison d'un trop grand nombre de fréquences, il n'y a plus que du bruit !

 


LA VITESSE DU SON :

Nous l'avons dit plus haut, une vibration ne peut pas se propager dans le vide.

Il lui faut un "support", un milieu qui peut être soit un gaz, soit un liquide, soit un solide.

Plus le milieu est dense et rigide, plus le son va vite :

  • 340 mètres par seconde dans l'air,
  • 1400 mètres par seconde dans l'eau,
  • 5000 mètres par seconde dans l'acier.

Exemple : Quand on brise la glace sur un lac gelé, le choc du coup de marteau va plus vite sur la glace que dans l'air !!

Cela veut dire que le bruit sera entendu sur la glace avant qu'on ne l'entende en étant debout ... Et si on se relève assez vite, on peut l'entendre 2 fois !!!

Ni le niveau sonore, ni la fréquence, ne jouent sur la vitesse du son.

SI TOUT CE QUI CONCERNE LE SON TE PASSIONNE, alors je te conseille vivement d'aller à la CITE DES SCIENCES près du parc de la Villette (Paris).

Là, tu pourras faire des tas d'expériences intéressantes et amusantes et surprenantes sur le son.

 


Par exemple, il y a 2 grandes paraboles (Un peu comme celles de la télé) distantes de 17 mètres : Si tu chuchotes en te tournant vers l'une des paraboles, la personne qui sera près de l'autre parabole t'entendra aussi nettement que si elle t'entendait à la radio ... parce que la parabole concentre et amplifie le son de ta voix ... une vraie loupe !!!!

Ainsi tu peux téléphoner gratuitement tes secrets à un copain ou une copine, sans que les autres puissent vous entendre !! (Voici un petit dessin pour que tu te fasses une idée).